“镜像神经元”是语言进化的线索吗？
发信站: BBS 水木清华站 (Fri Aug 9 10:51:57 2002)
新的研究指出，在猴子大脑中发现的一组神经元可能代表了语言进化的一个初级阶段。意大利的科学家们发现，不管是猴子做了这些动作，还是听到了与动作有关的声音，短尾猿猴脑部某一个区域中的一些神经元被这些动作激活。而且当猴子看到其它动物做这些动作时，这些神经元中的许多也被激活。这些“听觉-视觉镜像神经元”在相当于人类大脑中的布罗卡皮层区的区域中，这个区域对于语言的产生是必不可少的。作者建议，猴子的神经元可能在记录关于动作的抽象信息，这些信息可以用来计划和执行动作，以及用来识别其它动物的动作。根据这些作者，“镜像神经元”可能也许是动作通讯（gestural communication）的一个关键，而动作通讯可能导致了人类的口头语言。
报告：Hearing Sounds, Understanding Actions: Action Representation in Mirror Neurons, Evelyne Kohler, et al.
镜像神经元
在我们的脑中,有一群可以反映外在世界的特别细胞,使我们能够理解别人的行为及企图,彼此沟通,并让我们能透过学习而将生存技能传承下去.
撰文╱里佐拉蒂(Giacomo Rizzolatti),佛格西(Leonardo Fogassi),迦列赛(Vittorio Gallese)
翻译/潘震泽
由某人所做的动作,可造成另一个人脑部的活化.因此,后者打从内心深处就能了解前者在做什麼,因为镜像机制让他的脑子里也经验了同样的动作.
约翰看著正在摘花的玛莉,他晓得玛莉在做什麼(把花摘起来),也晓得她为什麼要那麼做;因为玛莉对著他笑,他认为玛莉会把那朵花当礼物送给他.这个简单的场景只有短短几秒钟,但约翰几乎瞬间就晓得发生了什麼事,他究竟是怎麼办到的 为什麼他可以毫不费力就了解玛莉的举动及意图
10年前,大多数神经科学家及心理学家认为:这种对他人举动与意图(尤其是后者)的了解,来自快速推理,其过程与解开逻辑问题没什麼不同.也就是说,约翰脑中某些复杂的认知装置,仔细分析了感官传入的讯息,比对先前储存在脑中的类似经验后,让约翰晓得玛莉打算做什麼,以及为什麼那样做.
虽说在某些情况下,上述复杂的推理过程确实可能发生,尤其是某人的行为特别难以解读时;但一般而言,我们可以轻松且快速掌握简单的行为,显示还有更直截了当的解释.1990年代初,我们在义大利帕玛大学的研究团队(当时还有另一位研究者法迪嘎)偶然间解开了这个问题.我们发现猴子在进行简单的目标导向行为时,好比伸手去抓一块水果,脑中有群意想不到的神经元会活化起来;让人意外之处在於:实验猴在观看别人进行相同举动时,脑中同一批神经元也会活化起来.由於这批新发现的神经元似乎让观看者在脑中直接反映出他人的行为,因此我们称之为「镜像神经元」(mirror neuron).
脑中的神经元网络,一般相信是储存特定记忆的所在;而镜像神经元组则显然储存了特定行为模式的编码.这种特性不单让我们可以想都不用想,就能执行基本的动作,同时也让我们在看到别人进行同样的动作时,不用细想就能够心领神会.约翰在瞬间就理解玛莉的举动,是因为该动作不只发生在他眼前,实际上也同时出现在他脑中.值得一提的是,传统探究现象学的哲学家早就提出:对於某些事,人必须要亲身体验,才可能真正了解.对神经科学家而言,镜像神经元系统的发现,为该想法提供了实质基础,也明显改变了我们对人类理解方式的认知.
瞬间认知
我们刚开始注意到镜像神经元,并不是为了找寻证据来支持或驳斥哪个哲学观点;我们当时是在研究大脑的运动皮质,特别是掌管手及口部动作的F5区,想要了解其中神经元的放电型态,与执行特定动作的编码关系.为了这个目的,我们记录了猕猴脑中个别神经元的活性;同时,我们实验室拥有各式各样的刺激,可用在猴子身上.当猴子执行不同的动作时(譬如伸手去抓玩具或食物),我们就能够观察它们脑中特定的神经元组同步活化的情形.
从这样的实验中,我们开始注意到一些奇怪的现象:当我们之中有人伸手去抓食物时,猴子脑中的一组神经元也活化了,就跟它们自己伸手去抓食物时一模一样.一开始,我们怀疑这个现象是由一些平常的因素造成,好比说猴子在观察我们的行为时,也进行了未受注意的动作.但当我们想办法排除了这种可能性以及其他因素(好比猴子预期会有食物的供应)之后,我们才体认到这种与观测行为相连的神经放电活性,是行为本身在脑中的真实呈现,与这项行为的执行者是谁并无关联.
生物学的研究里,若想要了解某个基因,蛋白质或一群细胞的功能,最直截了当的方式,通常是将其从体内去除,然后观察个体的健康或行为出现哪些缺失.不过,想要判定镜像神经元所扮演的角色,这种方法却行不通,因为我们发现这种神经元遍布大脑左右半球的重要区域,包括脑皮质的运动前区及顶叶.如果把整个镜像神经元系统都给破坏,将造成实验猴的认知功能出现广泛缺失,想要厘清少了这些神经元会有什麼特定的影响,就成了不可能的任务.
於是,我们采取了不同的策略.为了确定镜像神经元在了解某种行为上扮演一角,而不只是单纯记录视觉影像,我们试图在猴子并未真正看到某个动作就晓得该动作的意义时,评估这些神经元的反应.我们的想法是:如果镜像神经元真的与理解有关,那麼其活性就应该反映了该动作的意义,而不只是视觉表徵而已.於是,我们进行了两个系列的实验.
首先,我们测试F5区的镜像神经元,能否单从动作发出的声音里,就「辨认」出动作来.我们让猴子观看一些会发出特定声响的动作(好比撕纸或敲开花生壳),并记录到对应的镜像神经元.然后,我们让这些猴子只听到声音,但看不到动作;我们发现,之前对发出声响的动作视讯产生反应的F5区镜像神经元当中,许多也对声音本身产生反应.我们称这个神经元子集为「视听镜像神经元」.
接著,我们推测:如果镜像神经元真的与了解动作有关,那麼就算猴子没有亲眼看到动作发生,但有充份的线索让它们在脑中重现该动作,这些神经元应该也会活化起来才是.於是,我们先让猴子观看某个实验人员伸手抓起一块食物;然后,把一块屏幕放在猴子面前,不让猴子看到实验人员抓起食物的动作,而只能猜想后续的动作.我们发现,猴子光凭想像屏幕背后发生了什麼事,就有半数以上的F5镜像神经元活化了.
因此从这些实验证实,镜像神经元的活动有助於理解动作行为;就算这种理解根据的是非视觉的讯息(例如声音或是想像),镜像神经元仍然产生活化,传达该动作的意义.
从猴子脑中得出这些发现后,我们自然而然想到:人脑中是否也有这种镜像神经元系统的存在.经由一系列的实验,使用了各种侦测大脑运动皮质活性的技术,我们最早得出坚实的证据,证明事实的确如此.譬如,当受试者看到实验人员抓起某个物体,或是进行某些无意义的上肢动作时,受试者脑中控制手臂及手部肌肉进行相同动作的神经也出现了活化,显示掌管运动的脑区有镜像神经元的反应.进一步使用脑电图(EGG)等方法从体外测定神经活性的研究,也支持人类拥有镜像神经元系统的想法.只不过这些方法都不能让我们在受试者观察动作行为时,辨认他们脑中确切的活化位置.因此,我们使用脑部直接造影的技术,来探讨这个问题.
这些实验是在义大利米兰的拉菲尔医院进行,我们使用正子断层扫描(PET),在志愿受试者观看以不同方式抓物的动作时,观察其脑中神经元的活性;然后再让他们观看静物,以为对照实验.在这项实验中,观看别人执行动作,大脑皮质中有三块重要的区域活化了起来:其中之一是颞上沟,已知其中的神经元在看到身体部位移动时会有所反应;另外两个区域是顶下叶及额下回,分别与猴脑的顶下叶及腹前运动皮质(包括F5在内)对应,也就是我们先前记录到镜像神经元的脑区.
这些令人鼓舞的结果,显示人脑当中也有镜像机制在运作,但却未能完全揭露其影响范围.譬如说,如果镜像神经元让人经由实际的体验,而对观察行为产生直接的理解,那我们感到好奇的是:这种举动的最终目的,有多少也属於「理解」的一部份
有意为之
回到先前约翰与玛莉的例子;我们说,约翰晓得玛莉正在摘花并准备把花送给他.在此例中,玛莉的笑容提供约翰因果关系的线索,让约翰晓得玛莉想做什麼;这点对於了解玛莉的行为举足轻重,因为把花送给约翰,是玛莉整个行为动作的完结.
当我们自己进行这种行为时,实际上是在执行一连串的动作,其顺序由我们的意图所决定;把花摘起送到自己鼻尖嗅闻所包含的连串动作,与摘起花来送给别人的一组动作,并不完全相同.因此,我们的研究团队便想看看,镜像神经元是否能分辨动作相似,但目的不同的行为,而对行为的意图有所了解.
为了回答这个问题,我们再度用上猴子,在不同情况下,记录猴脑顶叶神经元的活性.其中一组实验,猴子的任务是抓起一块食物,送进嘴里;接下来的实验,则是要猴子抓起同样物件,放进某个容器里.有趣的是,在猴子进行抓物这部份的动作时,我们所记录到的多数神经元放电型态,会因动作目的不同而有所差异.这个证据显示,运动系统是以神经链的方式组成,每条神经链负责了特定意图的动作.接下来我们的问题是:这种机制是否也有助於解释我们如何了解他人的意图.
於是,我们让猴子观看实验人员进行它曾做过的动作,来测试与抓物有关的同一批神经元的镜像特性.结果是:在每次试验中,根据实验人员的动作是将食物放进嘴里或容器,猴子脑中大多数镜像神经元的活化情形会有所不同.同时,猴脑神经元的放电型态,与猴子自己执行该行为时的表现完全相符;也就是说,猴子本身进行抓食动作而非放置动作时,出现强烈反应的神经元,在猴子观看实验人员进行相同行为时,也有同样的表现.
因此,以目标为导向的行为动作组成,与了解他人意图的能力之间,似乎具有精确的联系.当猴子观看某个具有特定相关背景的动作时,只要看到完整动作中的抓物部份,就活化了形成连串动作,且代表特定意图的镜像神经元.因此,这些猴子在看到某个动作刚开始时,会活化哪一系列的神经元,由好几个因素决定,像是动作的目标为何,动作在什麼情况下发生,以及晓得动作的执行者之前做过什麼事情等.
接著我们想知道,人类是否也使用类似的机制来读取他人意图.我们与美国加州大学洛杉矶分校的艾可邦尼等人合作,利用功能性磁共振造影(fMRI)技术,在志愿受试者身上进行实验.参与这些实验的受试者接受了三种录影片段的刺激.头一组影像是在空无一物的背景中,一只手以两种不同的方式抓住一只杯子.第二组包括了两个场景,里头都有一些盘子及餐具:其中一个场景的摆设,像是准备好让人享用一顿下午茶;另外一个场景,则好似用餐已毕,正待收拾.第三组刺激,则是在上述两个场景之一,有只伸出来的手抓住杯子.
我们想要确认的是:人类的镜像神经元是否能从不同的场景,像是准备好供人用餐或是用餐已毕等待收拾,而分辨出伸手抓杯的动作,是要送到嘴边饮用,还是在进行清理.结果显示,受试者不单能够分辨上述动作,同时其镜像神元系统对於动作的意图也有强烈反应.当受试者观察到与「饮用」或「清理」相关的手部动作时,其镜像神经元系统出现不同的活化;而且在这两种场景下,镜像神经元的活性,都比看到没有相关场景的手拿杯子动作,或是单纯只是观看场景的摆设,来得更强烈.
由於人类及猴子都属於社会动物,因此不难想见,这项取决於镜像神经元的机制所具有的生存优势:这项机制把单纯的动作行为,与更庞大的动作语意网络相连,让我们不必使用复杂的认知装置,就能迅速且直接了解他人行为.只不过,在社交场合,了解他人情绪也是同等重要的事;事实上,情绪通常是预告动作意图的重要线索之一.因此,我们与其他的研究团队也想要探讨:除了让我们晓得别人的行为意图之外,镜像神经元系统是否也让我们了解他人的感觉.
【意犹未尽吗 欲阅读完整全文,请参阅科学人2006年12月号〈感同身受:镜像神经元〉】
二、镜像神经元与形式本体论
上面关于D膜与反D膜到一般的D膜-反D膜系统及不稳定D膜系统，联系到在相对论方程中具有“虚质量粒子”性质的快子，即人们常说的超光速粒子，都主要用的是大国崛起的数学竞争机制方法，这是形式主义的物质第一性原则和逻辑自洽性原则难以接受的；也许以科学实验方法为主的镜像神经元研究，容易理解一些。但物像与镜像、D膜与反D膜，都包含有实数与虚数类似非对易几何体系的违反形式主义的物质第一性原则和逻辑自洽性原则的性质。
镜像神经元研究中的假设、假说不是独断论、纯粹杜撰。
1990年代，科学家研究猴子，发现了跟踪其他猴子运动的神经元。这些神经元位于控制手臂运动的大脑区域。但是，当一个猴子看到另一个猴子——或者一个科学家——去拿一片水果，这些神经元也会发出电脉冲。使用功能磁共振成像（fMRI）和其他技术，科学家在人类大脑中发现了类似的“镜像”神经元（mirror neuron）。即把科学研究中的假设、假说方法论运用于此，可以假设人类大脑有若干镜像神经系统来专门传输和了解别人的行动和意图，以及别人行为的社会意义和他们的情绪。如果人类有一群被称为“镜像神经元”的神经细胞，那么也就能激励我们的原始祖先逐步脱离猿类。因为镜像神经元的功能正是反映他人的行为，使人们学会从简单模仿到更复杂的模仿，由此逐渐发展了语言、音乐、艺术、使用工具等等。这是人类进步的最伟大之处之一。因为人类是非常社会化的动物，我们的生存就是建立在明白其他人的行动、动机和情绪之上的。
镜像神经元是一种特别的神经细胞，通过研究这类细胞，科学家可能会发现，大脑如何让我们领会他人的想法。形式主义的物质第一性原则和逻辑自洽性原则把科学研究中的假设、假说方法论，一概视为人为假设、独断论、纯粹杜撰，说来也符合这种形式主义假设的逻辑，例如虚质量粒子性质的反D膜或镜像，难道不违反形式主义的物质第一性的逻辑---它们能归类“物质”吗？
但镜像神经元却被意大利科学家贾科莫·里佐拉蒂和美国科学家马尔科·亚科博尼及其同事等研究得津津有味，没有一点背离数理形式本体论的物质第一性原则和逻辑自洽性原则。 镜像神经元在心理学上的意义，就像DNA在生物学上的意义一样，它们将提供一种统一的架构，并有助于解释许多心智能力；这些能力至今仍非常不可思议，而且也难以给出实验检验。此假说触动了许多科学规则，改变了对文明、移情作用、哲学、语言、模仿、孤独症和心理疗法的理解，第一次为人际关系的形成提供了神经学基础。而正是在这些人际关系的基础上，才形成了更加复杂的社会行为。他们的结论是：
A、由“镜像神经元”产生的直接的内在体验，让我们能够理解他人的行为、意图或情感。
B、镜像神经元也许是模仿他人动作以及学习能力的基础，从而使得镜像机制成为人与人之间进行多层面交流与联系的桥梁。
C、镜像神经元已涉及到猴子一类动物，当人类和猴子在执行某个动作或观看其他个体执行同样的动作时，大脑中的一部分神经元就会有所反应。直接领会同伴思想的这种能力，将灵长类同其他动物区分开来。通过研究镜像神经元，科学家可能会揭开人类撒谎、欺骗和模仿他人等行为的秘密。
1、 镜像神经元研究的历史与科学实验
镜像神经元是神经科学家偶然发现的，故事始于1995年。当时，大多数神经学家和心理学家都认为，我们对他人行为，特别是他人意图的理解，是通过一个快速的推理过程完成的。这个推理过程类似于逻辑推理。也就是说“心心相印”，大脑中有一些复杂的认知结构，它们能详尽分析感官采集的信息，并把这些信息与先前储存的经历相比较，一方就知道另一方在做什么，以及为什么要这样做。以宏观思辩的方式来看待镜像神经元，将基本的肌肉运动与复杂的动作意图一一对应起来，构建起一张巨大的动作-意图网络，使个体不需要通过复杂的认知系统，就能直接了当地理解其他个体的行为，似乎完全没有必要。但意大利帕尔马大学里佐拉蒂实验室正在测算短尾猿大脑运动前区皮质脑细胞的电活性。研究人员发现，当短尾猿捡花生时，一些特别的神经细胞变得活跃起来。当短尾猿注意到一名研究人员伸手捡花生时，它们的这些细胞再度活跃起来。这一研究显示，当我们看到某人在做某件我们要做或做过的事时，我们大脑中的同一区域也被激活，就像我们自己正在做这件事一样，这就是关键所在：我们其实不需要思索和分析，只需要激活我们大脑中的同一区域，就可以实时领会他人的思想。
鉴于人类和猴子都是群居动物，我们不难看出这种机制带来的潜在的生存优势。然而在社会生活中，理解他人的情感同样重要。实际上，情感通常也是一个能够反映动作意图的重要环境因素。从那时起，科学家们就一直在对那些发现作进一步的深入研究。例如，这些研究人员已经了解到，镜像神经元不只是在动物观察别人执行某种动作时才会被触发。当猴子听到某人在做某件它经历过的事——撕一张纸——发出的声音时，镜像神经元也会被触发。而且，当这些科学家开始使用大脑成像技术而非电极研究人类时，他们发现，较之猴子中的镜像神经元，人脑在更多部位具有更多的镜像神经元类别。 镜像神经元散布于我们大脑的一些关键脑区——运动前皮质和负责语言、移情和疼痛的中央脑区，它们不仅在我们执行某种动作时被触发，而且在我们观看别人执行那个动作时，也会被触发。
镜像神经元的作用是领会一个动作的含义，还是只是直观地记录这个动作呢？为了弄清楚这个问题，研究人员需要找到一些办法，如使恒河猴在没有真正看见动作的情况下，也能够理解某个动作的含义，然后在此过程中，观察猴脑中神经元的反应。假如镜像神经元真的促成了对动作含义的理解，它们的活动就应该反映了动作的含义，而不是动作的视觉特征。在生物学研究中，要确定一个基因、一种蛋白或者一类细胞的功能，最直接的办法就是把它们从体系中去除，然后再看生物体的健康或行为产生了什么缺陷。不过这种方法无法用于确定镜像神经元的功能，因为科学家们发现镜像神经元分布十分广泛，在两个大脑半球的重要区域都有分布，包括运动前皮质和顶叶皮质。如果破坏整个镜像神经系统，就会造成巨大的影响：恒河猴的认知能力严重下降，以至于无法对研究人员的刺激作出反应，研究人员也就不可能看出去除了特定细胞后，恒河猴到底缺失了哪些功能。
20世纪90年代末，成像研究一直表明人类的镜像神经元涉及许多脑区和功能。1998年，里佐拉蒂和阿比布发现，特别富含镜像神经元的脑区是著名的白洛嘉区（运动语言区）——这是保罗·白洛嘉在19世纪50年代发现的——对于语言加工处理极为重要。从此，镜像神经元理论开始与现有的语言理论融为一体。大脑中大多数神经元比较呆板。许多只是来探测外面世界的一般特征的。有些遇到水平线时就会兴奋，有些则只认垂直线，其它的负责探测单频声音或运动方向。在更高级的大脑中，科学家发现成群的神经元能探测更远为复杂的特征，如脸、手和富有表现的肢体语言。此外，其它神经元会帮助设计身体动作，设想复杂的姿肢。在大脑中的前区皮质、后顶页、颞叶上方的沟回区域和脑岛处发现的镜像神经元，会对一系列与意图相关的行动有兴奋反应。而有语言理论认为，动作行为具有类似于口头语言或手势语言的语法。对镜像神经元来说，“手抓球”无论是一个动作还是以手势语言或口语来表达，都是一回事。因此，语言形成于我们的镜像神经元产生的语法理解。这种观点在2005年得到证实：包括加勒塞和里佐拉蒂在内的一个国际研究小组发现，人们倾听描述剧情的台词时触发的镜像神经元，与演绎这些剧情的对象本身，或目睹这个对象的表演触发的镜像神经元完全相同。很明显，这些细胞对一种过程的抽象表征起反应，这个过程看起来似乎是完全直观并发自内心的。
2005年，亚科博奈描述的一种观点证明，我们的镜像神经元以一些精心的组合方式工作。对应某个最基本的动作，例如伸手，我们具有一套镜像神经元的基本组合与之对应。根据这个动作的感知意图，有选择性地被触发的其他一些镜像神经元组合，会对其加以补充。因此，镜像神经元看起来似乎在感知别人意图中起着一种关键性的作用——它在理解其他人方面，以及建立社会关系和感受同情方面迈出了第一步。
2、模仿体验的形式本体论争辩
镜像神经元不是通过概念推理，而是通过直接模仿来让我们领会别人的意思。也许“镜像神经元”可能是动作通讯的一个关键，而动作通讯可能导致了人类的口头语言。镜像神经元直接吸收了文明，通过社会分享、模仿和观察，一代代传授下来，镜像神经元为文明的进步提供强大的生物学基础。在生活中，看到别人在吃东西，自己的口水就来了；看到别人踢球，你自己的大脑就会自动模仿此动作。当我们看到别人的表情或者经历过的情感状态，镜像神经元就会激活，让我们体验到他人的感受，走进别人的情感世界；感同身受的八大生活现象：
A、学习现象：镜像神经元还提供孩子如何学习的线索。几个月大的婴儿在大人伸舌头时，他们也会这样。儿童是硬邦邦的模仿，他们的镜像神经元能观察到别人在做什么，然后自己也做什么。当人们面对面时，镜像神经元在实际生活中工作最好；虚拟现实和视频替代效果不佳。
B、移情现象：移情作用大的人有特别活跃的镜像神经元系统。当你看到别人感到疼痛时，你自己会觉得痛。当你看到蜘蛛在一人大腿上爬时，你会觉得有东西爬似的，因为镜像神经元正兴奋着。
C、孤独现象：孤独症与镜像神经元坏了有关。许多孤独症患者能识别别人脸上的表情，如悲伤，并能在自己脸上露出这一表情，但他们不知道这表情模仿的意义是什么：悲伤、生气还是厌恶和压抑？
D、交往现象：社会情感如内疚、羞耻、自豪、困窘、反感和渴望都是基于大脑脑岛中独特的镜像神经元系统。当人们看到一只手爱抚别人，之后另一只手粗暴地推开时，脑岛记下了此拒绝的社交疼痛。
E、治病现象：精神治疗医师被镜像神经元的发现所深深吸引。临床医生使用自己的镜像神经元系统来理解病人的问题，并产生移情作用。他们能帮助病人理解他们从其他病人的言行中所得到的许多经验。这为移情与反移情心理机理提供了可能的神经生物学基础。
F、艺术现象：艺术开发镜像神经元。当你读小说时，你能记住来自讲述者观点的目标位置。
H、运动现象：经常使用智力练习和比喻的专业运动员和教练，在不知道其生物学基础下，长久以来一直在开发其大脑的镜像特性。同样，数百万观看他们喜欢的体育节目的球迷们被镜像神经元激活所着迷。
G、性感现象：镜像神经元可被色情强烈激活。
“感同身受”通过感觉而非思想，是什么操纵了潜移默化？如果是一种叫做镜像神经元的细胞在起作用，那么它和早先生物学家发现的“敏因”是什么关系？因为“敏因”学家认为，“学习”、“模仿”类似“基因”功能的物质基础，就叫“敏因”。如果说我们要靠模仿来学习全新且复杂的动作时，镜像神经元又扮演了什么角色呢？为了回答这个问题，研究人员先让受试者观察有经验的吉他手弹奏和弦，再让他们模仿弹奏，同时并利用fMRI来研究。当受试者观看熟手弹奏时，其顶叶及额叶的镜像神经元系统会活化起来；当他们自己模仿弹奏和弦时，同样的区域变得更为活化。有趣的是，在观察熟手弹奏后、受试者自己尝试模仿弹奏吉他和弦时，脑中另外有个称做前额叶46区的部位会活化起来，这是传统上认为与动作筹划及工作记忆有关的脑区；因此，受试者在整合一些基本动作，来模仿某项行为时，该脑区可能扮演了枢纽的角色。对人类以外的灵长类动物而言，模仿并不是牠们特别发达的技能。猴子很少模仿，而包括黑猩猩及大猩猩在内的大猿，模仿力也有限。相反的，就人类来说，在学习以及传递技能、语言和文化上，模仿是一个非常重要的途径。比起灵长类近亲来，人类的这项进步，是不是因为演化出镜像神经元系统的神经构造而造成的？对此假说，有科学家使用fMRI来监测正在观察并模仿手指动作的受试者；这两项活动都活化了镜像神经元系统的额下回这块脑区，如果手指动作带有特别目的时，神经元活化的情形还特别明显。
模仿的许多层面，长久以来就让神经科学家困惑不已，好比说下面这个基本的问题：我们的脑子如何接收视觉的资讯，将其转译成动作的语言，然后重现出观察到的动作。与猴子不同，人类还使用镜像神经元，来直接模仿动作和理解它们的涵义。看起来，似乎我们使用镜像神经元来学习每一个动作——从我们的第一次微笑和走路，到我们最文雅的举止和最优美的舞姿。我们还使用它们来体会这些动作，感受微笑背后隐含的意义——从某种意义上说，这些动作都是在一种运动前神经水平上进行的。如果镜像神经元系统在这个转换过程中扮演了连接的角色，那么这个系统除了帮助我们理解别人的动作、意图以及情绪之外，还可能演化成为一项重要的组成，使得人类能够经由观察而习得复杂的认知技能。过去人们一直在研究这些神经元在运动中的作用和其他功能；而现在研究人员可以认真检查它们，以确定是否存在一种看似额外的功能——它们对观察到的东西是如何作出反应的。在更深层次上，它提出了一种生物学动因，使我们了解他人，了解被称为文化的复杂思想交流，了解从缺乏同情到自闭症的心理社会机能障碍。弄清楚镜像神经元可以帮助我们了解，为什么打哈欠具有感染性。
与理解他人行为一样，人类理解他人情感的方式也绝对不只一种。看到他人表现出来的情绪状态，观察者就会对这些感官信息进行精细分析，最后通过逻辑推理，推断出别人的感受。还有一种可能就是，观察者将这些感官信息投射到运动原结构上，直接创造出类似的情绪体验。这两种情感认知方式有着天壤之别：在第一种方式中，观察者只是推断出了别人的感受，但无法体验这种感受；而在第二种方式中，观察者直接体验了这种感受，因为镜像机制使观察者产生了同样的情绪状态。一个典型的例子就是厌恶情绪，它是一种基本反应，对于一个物种来说，厌恶情绪具有重要的生存价值。恶臭的气味和难吃的味道往往意味着危险，它们都会让人表现出厌恶情绪，这是厌恶感最原始的表达方式。
有人认为，镜像神经元在建立精巧复杂技能、社会网络和被我们称为文化的知识基础结构——从使用工具到着迷于迷的文艺作品方面关系重大，这正是对它们更深层次要求的核心所在。考古学记录指出，人类文化的开端始于约5万年前，但人的大脑从那时起并未经历发育冲刺；实际上，在长达约20万年间，它们的大小变化不大。那么，什么东西发生变化了呢？有人推测，这种变化是一种遗传适应，这种遗传适应赋予了一些关键神经元目前具有的镜像反映能力，为理解、沟通和学习方面加速进步铺平了道路。信息第一次能够被传播、建立和修改，来产生人类文化中的智力和社会动力。
3、镜像神经元的医疗应用与问题
镜像神经元不只是因为问题本身有趣，也因为其潜在的医疗应用。整个来说，人类可能经由直接投射的机制，活化引起本能动作反应的脑区，来理解至少是强烈的负面情绪。镜像机制也许是让我们对他人感同身受的基础；这种镜像系统的缺失，也可能导致同理心的缺乏，就好比在自闭症儿童身上所看到的情况。当然，这种理解情绪的镜像机制，不可能解释所有我们对人际关係的认知，但这至少有个可用的神经基础来了解某些人际关係，如此也才能进一步了解更复杂的人际行为。
自闭症患者可能缺乏镜像神经元，这引起了人们特别的兴趣。自闭症的病因，乃至这种不可思议的症状特性，已经困扰研究人员数十年之久，使患者及其家庭和医护人员对这种行为的成因知之甚少，更别说对他们进行治疗。假设镜像神经元对理解是如此重要，那么人们还不知道如何利用这些发现去研发一些治疗方法。可是，如果这些发现仍然有效，它们当中的失误可能会引发一些严重的问题就不难理解，例如辨认这种明显的缺陷，可能是弄清楚自闭症神经性根源的一个重要进展。
最新的研究表明，一种无活性的镜像神经元系统可以解释一些语言、学习和移情上的深层次问题，这些问题在研究自闭症患者为何自我孤立方面有很大的作用。有些发现表明，基本和复杂的镜像神经元活动存在一些缺陷：正常儿童看到他人无目的的手指运动时被触发的镜像神经元，很少在自闭症儿童的身上被触发。这种响应缺失可能反映了镜像神经元最基本的功能，即认识他人动作的一种缺陷。在另一项研究中，研究人员将一些具有独特面部表情的人像，给患自闭症和没患自闭症的青少年看。两组受试对象能模仿这些表情，并说出它们所表达的感情。但是，这些非自闭症患者的镜像神经元表现出健全的活性，而自闭症患者的镜像神经元却没有。他们在认知上能理解这些表情，但却无法感知情感。看起来似乎一些缺陷，有助于解释从过度拘谨到自闭症的各种难题。自闭症患者可能缺乏镜像神经元，这引起了人们特别的兴趣。
镜像神经元有许多问题还没有答案，例如对于语言这种复杂的人类认知技能，镜像神经元可能扮演的角色？人类的镜像神经元系统确实包括布罗卡区在内，那可是大脑皮质最基本且重要的语言中枢。如果事实确如某些语言学家所言，人际沟通最早是从脸部表情及手部动作开始，那么镜像神经元很有可能在语言的演化上扮演了重要角色。事实上，镜像机制解决了「对等了解」与「直接了解」这两个在人际沟通上的基本问题。对等了解要求的是：讯息的收发双方对于讯息的含意有相同体认。直接了解则代表人与人之间不需要什么事先协议（好比说针对任意选取的符号），就能够彼此了解；因为这种一致性原本就存在收发双方的神经结构当中。因此，这种内在镜像让双方不需要开口，就能够心领神会，也让人类得以在许多层面彼此沟通。
目前，科学家还不清楚，究竟镜像神经元系统属灵长类所独有，还是其他动物身上也找得到。有科学家在大鼠身上测试，想看看这种动物是否也具有镜像神经元的反应。这种脑中的镜像机制，有可能是演化晚期发展出来的能力，如此才能够解释，为什么人类会比猴子拥有更广泛的镜像反应。不过，由于刚出生的婴儿及仔猴就能够模仿伸出舌头一类的简单动作，因此，针对看到的行为建立镜像模组的能力，可能是天生的。又由于缺乏情绪感受的镜像能力似乎是自闭症患者的重要特征，因此他们也在自闭症孩童身上做研究，看看是否表现出可让人察觉的运动缺失，这是镜像神经元系统功能不彰的常见问题。
其次，镜像神经元并不总是给我们带来好的作用。例如，它们可能与暴力电视游戏的影响扯上关系。在一种基础神经水平上，这类游戏使愉悦感和成就感与施加伤害的融合进一步增强——这是社会不会鼓励的一种推动力。如果这种融合得以进一步增强，那么镜像神经元模仿暴力行为的强度，可能比我们预料的更难控制。镜像神经元的这种力量表明模仿暴力行为可能并不总是一种有意识的中介过程，也就是说，它们并不能如此轻而易举地受到我们的控制。
镜像神经元似乎与大脑中储存记忆的神经回路相似，也为特定的行为“编写模板”的这种特性，使人们可以不假思索地做出基本动作，在看到这些动作时，也能迅速理解，而不需要复杂的推理过程。以前哲学家认为一个人，要真正理解一件事，就必须亲身经历，现对于神经学家来说，在镜像神经元中为这种哲学观点找到物质基础。镜像神经元的这个重要发现，是否与沃森和克里克1953年发现DNA一样重大，还将有待证明；然而镜像神经元已经在智力上和实验上构成了神经科学中最丰富的领域，如果它们巨大的解释性力量能得到更完善研究成果的支持，那么，它们的确会被视作为神经科学的DNA。
参考文献
1、贾科莫·里佐拉蒂等，镜像神经元 大脑中的魔镜，环球科学，2006年第12期 ；
2、叶眺新，中国气功思维学，延边大学出版社，1900年5月；
3、王德奎，三旋理论初探，四川科学技术出版社，2002年5月；
4、薛晓舟，量子真空物理导引，科学出版社，2005年8月。
5、王德奎，解读《时间简史》，天津古籍出版社 ，2003年9月。
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